窗口比較器，又稱為雙限比較器，具有兩個(gè)門限電平，可以檢測(cè)輸入模擬信號(hào)的電平是否處在給定的兩個(gè)門限電平之間。在元件選擇與分類，或?qū)ιa(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)視與控制時(shí)，窗口比較器是很有用的。

圖為一典型的窗口比較器電路，電路由兩個(gè)集成運(yùn)放組成，輸入電壓ui分別接到運(yùn)放Al的同相輸入端和A2的反相輸入端，參考電壓UH和UL分別加在Al的反相輸入端和A2的同相輸入端。兩個(gè)集成運(yùn)放的輸出端各通過一個(gè)二極管后并聯(lián)在一起，成為窗口比較器的輸出端。

典型窗口比較器電路圖設(shè)計(jì)（一）

單限電壓比較器和滯回電壓比較器在輸入電壓ui單一方向變化時(shí)，輸出電壓uo只躍變一次。因此只能檢測(cè)出ui與一個(gè)參考電壓值的大小關(guān)系。如果要判斷ui是否在兩個(gè)給定的電壓之間，就要采用窗口比較器。圖1（a）是一種窗口比較器，外加參考電壓URH》URL，R1、R2和穩(wěn)壓管DZ構(gòu)成限幅電路。

圖1 ?窗口比較器及其電壓傳輸特性

當(dāng)輸入電壓ui》URH時(shí)，uo1=+UOM，uo2=﹣UOM，因而二級(jí)管D1導(dǎo)通、D2截止，所以電路的輸出電壓uo=UZ。

當(dāng)輸入電壓ui《URL時(shí)uo1=﹣UOM，uo2=+UOM，因而二級(jí)管D1截止、D2導(dǎo)通，所以電路的輸出電壓uo=UZ。

當(dāng)輸入電壓URL《ui《URH時(shí)，uo1=﹣UOM，uo2=﹣UOM，因而二級(jí)管D1和D2都截止，所以電路的輸出電壓uo=0。

窗口比較器的電壓傳輸特性如圖1（b）所示。

通過以上3種電壓比較器的分析，可得出以下結(jié)論。

①在電壓比較器中，集成運(yùn)放多工作在非線性區(qū)，輸出電壓只有高電平和低電平兩種可能的情況。

②一般用電壓傳輸特性來描述輸出電壓與輸入電壓的函數(shù)關(guān)系。

③電壓傳輸特性的3個(gè)要素是輸出電壓的高電平、低電平，閥值電壓和輸出電壓的躍變方向。輸出電壓的高電平、低電平?jīng)Q定于限幅電路；閥值電壓是使輸出電壓uo從高電平躍變?yōu)榈碗娖交蛘邚牡碗娖杰S變?yōu)楦唠娖降哪骋惠斎腚妷海籾i等于閥值電壓時(shí)輸出電壓的躍變方向決定于同相輸入端和反相輸入端的相對(duì)大小關(guān)系。

典型窗口比較器電路圖設(shè)計(jì)（二）

典型的窗口比較器電路

如圖為典型的窗口比較器電路圖。每個(gè)比較器有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。兩個(gè)輸入端一個(gè)稱為同相輸入端，用“+”表示，另一個(gè)稱為反相輸入端，用“-”表示。用作比較兩個(gè)電壓時(shí)，任意一個(gè)輸入端加一個(gè)固定電壓做參考電壓，另一端加一個(gè)待比較的信號(hào)電壓。當(dāng)“+”端電壓高于“-”端時(shí)，輸出管截止，相當(dāng)于輸出端開路。當(dāng)“-”端電壓高于“+”端時(shí)，輸出管飽和，相當(dāng)于輸出端接低電位。